高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料及制備方法，它是由各組分按照以下重量分數(shù)經(jīng)過攪拌、攤鋪和成型一系列的工序制成：乙烯基樹脂40-50份、玻璃纖維20-30份、碳纖維粉末40-70份、無機礦物填料70-90份、氧化鎂2-5份、脫模劑2-6份、固化劑1-3份；組成簡單，便于制備，充分利用玻璃纖維耐溫高、不燃、抗腐、隔熱、隔音性好、抗拉強度高、電絕緣性好的特質(zhì)及碳纖維低自重、高強度的特質(zhì)，在保證低比重的前提下高耐熱、膨脹系數(shù)小、收縮率低，使本發(fā)明的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料同時具有金屬基體和非金屬基體的特質(zhì)，使用范圍更廣，步驟簡便，所用的設(shè)備簡單，便于實施和推廣，生產(chǎn)成本低，具有很高的經(jīng)濟效益。
【專利說明】高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。充分利用了各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應的優(yōu)點，使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的以基體材料分為金屬和非金屬兩大類。其中非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。受自身基體材質(zhì)的限制，非金屬基體的復合材料具有低比重、不耐熱、膨脹系數(shù)大的特質(zhì)，而金屬基體的復合材料具有比重大、高耐熱且膨脹系數(shù)小，零收縮的特質(zhì)，而在實際生活中，在高熱工作環(huán)境下的精密部件，例如IT設(shè)備、實驗儀器、音響視頻部件等，要求材料要具有高耐熱且膨脹系數(shù)小，零收縮，低比重等特點，現(xiàn)有的金屬基體和非金屬基體的復合材料均不能同時滿足需求，這樣往往造成設(shè)備的穩(wěn)定性差、精確度低等問題，嚴重影響了正常的生產(chǎn)和生活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種高耐熱、膨脹系數(shù)小、零收縮、低比重且制備工藝簡單的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料及制備方法。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，它是由各組分按照以下重量分數(shù)制成:乙烯基樹脂40-50份、玻璃纖維20-30份、碳纖維粉末40-70份、無機礦物填料70-90份、氧化鎂2-5份、脫模劑2-6份、固化劑1-3份。
[0005]所述的乙烯基樹脂為環(huán)氧乙烯基樹脂或者柔性乙烯基酯樹脂。
[0006]所述的無機礦物質(zhì)填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石粉、高嶺土、膨潤土或者云母中的一種或者幾種。
[0007]所述的脫模劑為硅油、聚乙二醇或者低分子量聚乙烯中的一種。
[0008]所述的固化劑為二氨基二苯基砜或者間苯二甲胺。
[0009]所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備方法，它包括如下步驟:
步驟1、攪拌:將乙烯基樹脂、碳纖維粉末、無機礦物填料、脫模劑和固化劑按照:乙烯基樹脂40-50份、碳纖維粉末40-70份、無機礦物填料70-90份、脫模劑2_6份、固化劑1_3份，送入攪拌機中攪拌，控制攪拌機的攪拌速度為800-1200rpm，攪拌10-20分鐘，投入2_5份的氧化鎂，提高攪拌機的轉(zhuǎn)速為1000-1500rpm，再攪拌1_2分鐘；
步驟2、攤鋪:將步驟I攪拌得到的樹脂糊送入SMC機組的儲糊槽中，通過SMC機組將樹脂糊均勻攤鋪在聚乙烯薄膜上，攤鋪的厚度為2-4mm，然后在樹脂糊上均勻鋪設(shè)20-30份的玻璃纖維，通過SMC機組的壓力輥將樹脂糊和玻璃纖維浸透混合一體，經(jīng)調(diào)整輥排除空氣，收卷成SMC卷；
步驟3、定型:將步驟2攤鋪后得到的SMC卷送入溫度為30-45°C的熟化室進行增稠處理，熟化10-100小時，達到樹脂和玻璃纖維充分的融合，完成本發(fā)明的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備。
[0010]所述的氧化鎂要在15-30S內(nèi)完全投入攪拌機中。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下的優(yōu)點:
I)本發(fā)明由乙烯基樹脂、玻璃纖維、碳纖維粉末、無機礦物填料、氧化鎂、脫模劑和固化劑制成，組成簡單，便于制備，并且各組分的價格便宜，因此生產(chǎn)成本很低。
[0012]2)本發(fā)明以乙烯基樹脂作為基體材料，添加玻璃纖維、碳纖維粉末和無機礦物填料，充分利用了玻璃纖維的耐溫高、不燃、抗腐、隔熱、隔音性好、抗拉強度高、電絕緣性好的特質(zhì)以及碳纖維低自重、高強度的特質(zhì)，這樣能在保證低比重的前提下具有更高的耐熱性、更小的膨脹系數(shù)、更低的收縮率，使本發(fā)明的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料同時具有金屬基體和非金屬基體的特質(zhì)，使用范圍更廣。
[0013]2)本發(fā)明高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備方法，步驟簡便，所用的設(shè)備簡單，便于實施和推廣，生產(chǎn)成本低，具有很高的經(jīng)濟效益。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合 實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0015]實施例1
一種高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，它是由各組分按照以下重量制成:乙烯基樹脂40kg、玻璃纖維20kg、碳纖維粉末40kg、無機礦物填料70kg、氧化鎂2kg、脫模劑2kg、固化劑1kg。
[0016]所述的乙烯基樹脂為環(huán)氧乙烯基樹脂或者柔性乙烯基酯樹脂。
[0017]所述的無機礦物質(zhì)填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石粉、高嶺土、膨潤土或者云母中的一種或者幾種。
[0018]所述的脫模劑為硅油、聚乙二醇或者低分子量聚乙烯中的一種。
[0019]所述的固化劑為二氨基二苯基砜或者間苯二甲胺。
[0020]所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備方法，它包括如下步驟:
步驟1、攪拌:將乙烯基樹脂、碳纖維粉末、無機礦物填料、脫模劑和固化劑按照:乙烯基樹脂40kg、碳纖維粉末40kg、無機礦物填料70kg、脫模劑2kg、固化劑Ikg,送入攪拌機中攪拌，控制攪拌機的攪拌速度為800-1200rpm，攪拌10-20分鐘，投入2kg的氧化鎂，提高攪拌機的轉(zhuǎn)速為1000-1500rpm，再攪拌1_2分鐘；
步驟2、攤鋪:將步驟I攪拌得到的樹脂糊送入SMC機組的儲糊槽中，通過SMC機組將樹脂糊均勻攤鋪在聚乙烯薄膜上，攤鋪的厚度為2-4mm，然后在樹脂糊上均勻鋪設(shè)20kg的玻璃纖維，通過SMC機組的壓力輥將樹脂糊和玻璃纖維浸透混合一體，經(jīng)調(diào)整輥排除空氣，收卷成SMC卷；
步驟3、定型:將步驟2攤鋪后得到的SMC卷送入溫度為30-45°C的熟化室進行增稠處理，熟化10-100小時，達到樹脂和玻璃纖維充分的融合，完成本發(fā)明的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備。
[0021]所述的氧化鎂要在15-30S內(nèi)完全投入攪拌機中。
[0022]本實施例制得的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的拉伸強度210Mpa、彎曲強度302Mpa、熱變形溫度340°C、線性膨脹系數(shù)2.1 X 10_6/K、收縮率為零。
[0023]實施例2
一種高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，它是由各組分按照以下重量制成:乙烯基樹脂45kg、玻璃纖維25kg、碳纖維粉末60kg、無機礦物填料80kg、氧化鎂3kg、脫模劑4kg、固化劑2kg。
[0024]所述的乙烯基樹脂為環(huán)氧乙烯基樹脂或者柔性乙烯基酯樹脂。
[0025]所述的無機礦物質(zhì)填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石粉、高嶺土、膨潤土或者云母中的一種或者幾種。
[0026]所述的脫模劑為硅油、聚乙二醇或者低分子量聚乙烯中的一種。
[0027]所述的固化劑為二氨基二苯基砜或者間苯二甲胺。
[0028]所述的高耐 熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備方法，它包括如下步驟:
步驟1、攪拌:將乙烯基樹脂、碳纖維粉末、無機礦物填料、脫模劑和固化劑按照:乙烯基樹脂45kg、碳纖維粉末60kg、無機礦物填料80kg、脫模劑4kg、固化劑2kg,送入攪拌機中攪拌，控制攪拌機的攪拌速度為800-1200rpm，攪拌10-20分鐘，投入3kg的氧化鎂，提高攪拌機的轉(zhuǎn)速為1000-1500rpm，再攪拌1_2分鐘；
步驟2、攤鋪:將步驟I攪拌得到的樹脂糊送入SMC機組的儲糊槽中，通過SMC機組將樹脂糊均勻攤鋪在聚乙烯薄膜上，攤鋪的厚度為2-4mm，然后在樹脂糊上均勻鋪設(shè)25kg的玻璃纖維，通過SMC機組的壓力輥將樹脂糊和玻璃纖維浸透混合一體，經(jīng)調(diào)整輥排除空氣，收卷成SMC卷；
步驟3、定型:將步驟2攤鋪后得到的SMC卷送入溫度為30-45°C的熟化室進行增稠處理，熟化10-100小時，達到樹脂和玻璃纖維充分的融合，完成本發(fā)明的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備。
[0029]所述的氧化鎂要在15-30s內(nèi)完全投入攪拌機中。
[0030]本實施例制得的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的拉伸強度225Mpa、彎曲強度310Mpa、熱變形溫度320°C、線性膨脹系數(shù)1.8X 10_6/K、收縮率為零。
[0031]實施例3
一種高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，它是由各組分按照以下重量制成:乙烯基樹脂50kg、玻璃纖維30kg、碳纖維粉末70kg、無機礦物填料90kg、氧化鎂5kg、脫模劑6kg、固化劑3kg。
[0032]所述的乙烯基樹脂為環(huán)氧乙烯基樹脂或者柔性乙烯基酯樹脂。
[0033]所述的無機礦物質(zhì)填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石粉、高嶺土、膨潤土或者云母中的一種或者幾種。
[0034]所述的脫模劑為硅油、聚乙二醇或者低分子量聚乙烯中的一種。
[0035]所述的固化劑為二氨基二苯基砜或者間苯二甲胺。[0036]所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備方法，它包括如下步驟:
步驟1、攪拌:將乙烯基樹脂、碳纖維粉末、無機礦物填料、脫模劑和固化劑按照:乙烯基樹脂50kg、碳纖維粉末70kg、無機礦物填料90kg、脫模劑6kg、固化劑3kg,送入攪拌機中攪拌，控制攪拌機的攪拌速度為800-1200rpm，攪拌10-20分鐘，投入5kg的氧化鎂，提高攪拌機的轉(zhuǎn)速為1000-1500rpm，再攪拌1_2分鐘；
步驟2、攤鋪:將步驟I攪拌得到的樹脂糊送入SMC機組的儲糊槽中，通過SMC機組將樹脂糊均勻攤鋪在聚乙烯薄膜上，攤鋪的厚度為2-4mm，然后在樹脂糊上均勻鋪設(shè)30kg的玻璃纖維，通過SMC機組的壓力輥將樹脂糊和玻璃纖維浸透混合一體，經(jīng)調(diào)整輥排除空氣，收卷成SMC卷；
步驟3、定型:將步驟2攤鋪后得到的SMC卷送入溫度為30-45°C的熟化室進行增稠處理，熟化10-100小時，達到樹脂和玻璃纖維充分的融合，完成本發(fā)明的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備。
[0037]所述的氧化鎂要在15-30S內(nèi)完全投入攪拌機中。[0038]本實施例制得的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的拉伸強度260Mpa、彎曲強度330Mpa、熱變形溫度350°C、線性膨脹系數(shù)1.2X 10_6/K、收縮率為零。
[0039]實施例4
一種高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，它是由各組分按照以下重量制成:乙烯基樹脂43kg、玻璃纖維24kg、碳纖維粉末50kg、無機礦物填料85kg、氧化鎂4kg、脫模劑5kg、固化劑 2.5kg。
[0040]所述的乙烯基樹脂為環(huán)氧乙烯基樹脂或者柔性乙烯基酯樹脂。
[0041]所述的無機礦物質(zhì)填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石粉、高嶺土、膨潤土或者云母中的一種或者幾種。
[0042]所述的脫模劑為硅油、聚乙二醇或者低分子量聚乙烯中的一種。
[0043]所述的固化劑為二氨基二苯基砜或者間苯二甲胺。
[0044]所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備方法，它包括如下步驟:
步驟1、攪拌:將乙烯基樹脂、碳纖維粉末、無機礦物填料、脫模劑和固化劑按照:乙烯基樹脂43kg、碳纖維粉末50kg、無機礦物填料85kg、脫模劑5kg、固化劑2.5kg,送入攪拌機中攪拌，控制攪拌機的攪拌速度為800-1200rpm，攪拌10-20分鐘，投入4kg的氧化鎂，提高攪拌機的轉(zhuǎn)速為1000-1500rpm，再攪拌1_2分鐘；
步驟2、攤鋪:將步驟I攪拌得到的樹脂糊送入SMC機組的儲糊槽中，通過SMC機組將樹脂糊均勻攤鋪在聚乙烯薄膜上，攤鋪的厚度為2-4mm，然后在樹脂糊上均勻鋪設(shè)24kg的玻璃纖維，通過SMC機組的壓力輥將樹脂糊和玻璃纖維浸透混合一體，經(jīng)調(diào)整輥排除空氣，收卷成SMC卷；
步驟3、定型:將步驟2攤鋪后得到的SMC卷送入溫度為30-45°C的熟化室進行增稠處理，熟化10-100小時，達到樹脂和玻璃纖維充分的融合，完成本發(fā)明的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備。
[0045]所述的氧化鎂要在15-30s內(nèi)完全投入攪拌機中。[0046]本實施例制得的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的拉伸強度215Mpa、彎曲強度310Mpa、熱變形溫度320°C、線性膨脹系數(shù)1.9X 10_6/K、收縮率為零。
【權(quán)利要求】
1.一種高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，其特征在于:它是由各組分按照以下重量分數(shù)制成:乙烯基樹脂40-50份、玻璃纖維20-30份、碳纖維粉末40-70份、無機礦物填料70-90份、氧化鎂2-5份、脫模劑2-6份、固化劑1_3份。
2.如權(quán)利要求1所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，其特征在于:所述的乙烯基樹脂為環(huán)氧乙烯基樹脂或者柔性乙烯基酯樹脂。
3.如權(quán)利要求1所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，其特征在于:所述的無機礦物質(zhì)填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石粉、高嶺土、膨潤土或者云母中的一種或者幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，其特征在于:所述的脫模劑為硅油、聚乙二醇或者低分子量聚乙烯中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料，其特征在于:所述的固化劑為二氨基二苯基砜或者間苯二甲胺。
6.—種如權(quán)利要求1所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備方法，其特征在于:它包括如下步驟: 步驟1、攪拌:將乙烯基樹脂、碳纖維粉末、無機礦物填料、脫模劑和固化劑按照:乙烯基樹脂40-50份、碳纖維粉末40-70份、無機礦物填料70-90份、脫模劑2_6份、固化劑1_3份，送入攪拌機中攪拌，控制攪拌機的攪拌速度為800-1200rpm，攪拌10-20分鐘，投入2_5份的氧化鎂，提高攪拌機的轉(zhuǎn)速為1000-1500rpm，再攪拌1_2分鐘； 步驟2、攤鋪:將步驟I攪拌得到的樹脂糊送入SMC機組的儲糊槽中，通過SMC機組將樹脂糊均勻攤鋪在聚乙烯薄膜上，攤鋪的厚度為2-4mm，然后在樹脂糊上均勻鋪設(shè)20-30份的玻璃纖維，通過SMC機組的壓·力輥將樹脂糊和玻璃纖維浸透混合一體，經(jīng)調(diào)整輥排除空氣，收卷成SMC卷； 步驟3、定型:將步驟2攤鋪后得到的SMC卷送入溫度為30-45°C的熟化室進行增稠處理，熟化10-100小時，達到樹脂和玻璃纖維充分的融合，完成本發(fā)明的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備。
7.如權(quán)利要求6所述的高耐熱低膨脹系數(shù)碳纖維乙烯基酯復合材料的制備方法，其特征在于:所述的氧化鎂要在15-30S內(nèi)完全投入攪拌機中。
【文檔編號】C08K7/14GK103849119SQ201210517062
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月6日
【發(fā)明者】朱亮, 朱冠軍 申請人:禹州市遠大塑料電器有限責任公司